Gruppeneigenschaften 4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe 4 Nichtmetalle

(1)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Gruppeneigenschaften

(2)

4 Nichtmetalle

-

(3)

4 Nichtmetalle

 B

(4)

4 Nichtmetalle

 B Al 

(5)

4 Nichtmetalle

 B Al 

 Ga

(6)

4 Nichtmetalle

 B Al 

 Ga In 

(7)

4 Nichtmetalle

 B Al 

 Ga In 

(8)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Gruppen-

eigenschaften

(9)

4 Nichtmetalle

-

(10)

4 Nichtmetalle

- Bor ist ein Halbmetall mit Halbleitereigenschaften, die anderen Elemente sind Metalle

- bevorzugte Oxidationszahl +3, außerdem Verbindungen mit +1, deren Stabilität nimmt mit Z zu:

Tl³⁺ starkes Oxidationsmittel, In⁺ starkes Reduktionsmittel - alle Elemente in nichtoxidierenden Säuren löslich, Tl als Tl⁺

(11)

4 Nichtmetalle

- Salzcharakter der Verbindungen nimmt mit Z zu - für kovalente Verbdg. sp² - Orbitale (trig.-planar)

+ durch Elektronenlücke starke Lewis-Säuren - Schrägbeziehung Bor - Silicium:

+ harte, hochschmelzende Halbmetalle

+ bilden beide zahlreiche flüchtige Wasserstoffverbindungen + BCl₃ wie SiCl₄ flüssig, monomer, hydrolyseempfindlich

(12)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Vorkommen - Bor

- aufgrund der Reaktionsfähigkeit kein elementares Vorkommen - natürliche Borverbindungen sind die Borate:

+ Kernit Na₂B₄O₇ · 4 H₂O + Borax Na₂B₄O₇ · 10 H₂O

(13)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Vorkommen - Aluminium

- häufigstes Metall der Erdrinde - dritthäufigstes Metall überhaupt

- Bestandteil der Tone, Feldspate und Glimmer

(14)

4 Nichtmetalle

- Bestandteil der Tone, Feldspate und Glimmer - selten Al₂O₃ als Korund und Schmirgel

- gefärbte Al₂O₃ - Kristalle sind Saphir

(15)

4 Nichtmetalle

- gefärbte Al₂O₃ - Kristalle sind Saphir und Rubin

(16)

4 Nichtmetalle

- gefärbte Al₂O₃ - Kristalle sind Saphir und Rubin

- natürliche Vorkommen von Kryolith Na₃AlF₆ sind nahezu abgebaut - ein Gemenge aus Böhmit, Diaspor (AlO(OH)-Modifikationen) und

(17)

4 Nichtmetalle

- ein Gemenge aus Böhmit, Diaspor (AlO(OH)-Modifikationen) und Hydrargyllit Al(OH)₃ heißt Bauxit und stellt das wichtigste

Ausgangsmaterial zur Al - Gewinnung dar

+ 

+ Al(OH)₃,Fe₂O₃

(18)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Vorkommen - Gallium / Indium / Thallium

- Gallium und Indium sind Begleiter des Zinks in der Zinkblende

(19)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Vorkommen - Gallium / Indium / Thallium

- Gallium und Indium sind Begleiter des Zinks in der Zinkblende

- Thallium ist Begleiter von Zink in der Zinkblende und von Eisen in Pyrit

Pyrit

(20)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Die Elemente

(21)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe

Bor

- Bor kristallisiert nicht wie andere HG-Elemente mit weniger als 4 Valenzelektronen in einem Metallgitter

- Aufgrund hoher Ionisierungsenergie und großer EN bevozugt Bor kovalente Bindungen

- Der Elektronenmangel (3 Elektronen, 4 Valenzorbitale) zwingt Bor zu sog. Mehrzentrenbindungen und führt zu den einmaligen Strukturen der Bormodifikationen und der Borane

(22)

4 Nichtmetalle

Bor

- Bor kommt in vier Modifikationen vor, in denen B₁₂ - Ikosaeder auftreten

(23)

4 Nichtmetalle

Bor

- Bor kommt in vier Modifikationen mit B₁₂ - Ikosaedern vor

-rhomboedrisches

(24)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Bor

- Bor kommt in vier Modifikationen mit B₁₂ - Ikosaedern vor

(25)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Bor

- 2 Typen von Bor - Dreizentrenbindungen

(26)

4 Nichtmetalle

Bor

- Bor kommt in vier Modifikationen mit B₁₂ - Ikosaedern vor + -rhomboedrisches Bor

+ -tetragonales Bor enthält B₁₂ - Ikosaeder und einzelne Boratome

+ -rhomboedrisches ist die thermodynamisch stabile Bor- Modifikation mit komplizierter Struktur

(27)

4 Nichtmetalle

Bor

- Bor kommt in vier Modifikationen mit B₁₂ - Ikosaedern vor - alle Modifikationen sind

+ hart (Mohs-Härte bis 9,3)

+ halbleitend (von RT auf 600 °C verhundertfáchung der Leitfähigkeit)

+ reaktionsträge (inert ggüber HCl, HF; heiße HNO₃ und Königswasser oxidieren es zu Borsäure H₃BO₃

+ bei höhereren Temp. mit O , Cl , Br und S umzusetzen

(28)

4 Nichtmetalle

Aluminium

- silberweißes Leichtmetall, kristallisiert kubisch - flächenzentriert - 2/3 der elktrischen Leitfähigkeit von Kupfer

- duktil, zu feinen Drähten und dünnen Folien ausziehbar

(29)

4 Nichtmetalle

Aluminium

- silberweißes Leichtmetall, kristallisiert kubisch - flächenzentriert - 2/3 der elktrischen Leitfähigkeit von Kupfer

- duktil, zu feinen Drähten und dünnen Folien ausziehbar

- bei 600 °C wird Al körnig, in Schüttelm. erhält man Al - Grieß - unedel (Spannungsreihe) jedoch durch Passivierung geschützt

 kann durch anodische Oxidation verstärkt werden (Eloxalverf.) - Al löst sich in Säuren unter Wasserstoffentwicklung

(30)

4 Nichtmetalle

Aluminium

- Al löst sich in Säuren unter Wasserstoffentwicklung

- In stark saurem oder alkalischen Milieu kann sich die Schutzschicht nicht ausbilden, Al(OH)₃ besitzt amphoteren Charakter:

(31)

4 Nichtmetalle

Aluminium

- Beim Erhitzen verbrennt Al mit hellem Licht unter großer Wärmeentwicklung:

- Nutzung in Kolbenblitzen (Fotografie)

(32)

4 Nichtmetalle

Aluminium

- bei der Aluminothermie nutzt man die hohe Bildungsenth. des Al₂O₃

(33)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Aluminium

(34)

4 Nichtmetalle

Aluminium

(35)

4 Nichtmetalle

Gallium / Indium / Thallium

- Ga ist ein weiches, dehnbares, glänzend weißes Metall mit niedrigem Schmelzpunkt (30 °C, schmilzt unter Volumenkontraktion)

- wird wie Al passiviert; bis 100 °C auch von H₂O nicht angegriffen - amphoter wie Aluminium: Bildung von Ga³⁺ bzw. [Ga(OH)₄]^-

(36)

4 Nichtmetalle

- In ist ein silberweißes, glänzendes, sehr dehnbares Metall - beständig gegenüber Luft, kochendem Wasser und Alkalien - löslich in Mineralsäuren

(37)

4 Nichtmetalle

- Tl ist weißglänzend, weich wie Blei und zäh - läuft an der Luft läuft es grau an

- von Wasser wird es in Gegenwart von Luft unter TlOH - Bildung anegriffen

- unlöslich in Alkalien, löslich in HNO₃ und H₂SO₄ - Thallium und seine Verbindungen sind giftig

- Tl-Verbindungen färben die Flamme grün

(38)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Darstellung und Verwendung - Bor

- kristallines Bor erhält man durch Reduktionen von Borhalogeniden mit Wasserstoff bei 1000 - 1400 °C

- sowie durch thermische Zersetzung von Bortriiodid an Wolfram- drähten bei 800 - 1000 °C:

(39)

4 Nichtmetalle

- amorphes Bor entsteht als braunes Pulver geringer Reinheit durch Reduktion von B₂O₃ mit Na oder Mg:

(40)

4 Nichtmetalle

- Verwendung findet Bor als

+ Desoxidationsmittel in der Metallurgie + Schleifmittel (Bordiamant“ AlB₁₂)

+ Neutronenfänger in der Kerntechnik (Isotop ¹⁰B)

(41)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Darstellung und Verwendung - Aluminium

- Nach Eisen ist Aluminium das wichtigste Gebrauchsmetall - Herstellung aus Bauxit (mit Fe₂O₃ verunreinigtes AlO(OH)):

+ Entfernung des bei der Elektrolyse störenden Fe₂O₃ bei nassem Aufschluß

(42)

4 Nichtmetalle

+ Schmelzelektrolyse des so gewonnenen Al₂O₃ unter Zusatz von Kryolith Na₃AlF₆ zur Schmelzpunkterniedrigung

(43)

4 Nichtmetalle

+ Schmelzelektrolyse des so gewonnenen Al₂O₃ unter Zusatz von Kryolith Na₃AlF₆ zur Schmelzpunkterniedrigung

(44)

4 Nichtmetalle

- Verwendung für den Fahrzeug- Schiff- und Flugzeugbau

(45)

4 Nichtmetalle

- Verwendung für den Fahrzeug- Schiff- und Flugzeugbau - Haushaltsgegenstände

(46)

4 Nichtmetalle

- Verpackung: Aluminiumfolien, Dosen

(47)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Darstellung und Verwendung - Gallium / Indium / Thallium - Darstellung durch Elektrolyse ihrer Salzlösungen

- Ga dient als Füllung in Themometern - GaCl₃ dient in der Halbleiterindustrie

(48)

4 Nichtmetalle

- Ga dient als Füllung in Themometern - GaCl₃ dient in der Halbleiterindustrie - In wird als Lagermetall verwendet;

III/V Halbleiter

(49)

4 Nichtmetalle

- Ga dient als Füllung in Themometern - GaCl₃ dient in der Halbleiterindustrie - In wird als Lagermetall verwendet;

III/V Halbleiter

- Tl wird mit Hg legiert als

Tieftemperaturthermometerfüllung verwendet

(50)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Verbindungen des Bors

- Chemie des Bors sehr unterschiedlich zu der der Homologen

- kein B³⁺, sp²- hxbridisierte Boratome  trigonal-planare Verbdg.

- Verbindungen BX₃ sind Elektronenmangelverbindungen (Sextett), es gibt 3 verschieden Möglichkeiten der Stabilisierung:

+ Ausbildung von  - Bindungen

(51)

4 Nichtmetalle

+ Ausbildung von  - Bindungen + Mehrzentrenbindungen

(52)

4 Nichtmetalle

+ Ausbildung von  - Bindungen + Mehrzentrenbindungen

+ Anlagerung von Donormolekülen

(53)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Verbindungen des Bors - Metallboride, Borcarbide

- Es gibt mehr als 200 binäre Metallboride mit vielfältigen Strukturen und Zusammensetzungen

(54)

4 Nichtmetalle

(55)

4 Nichtmetalle

(56)

4 Nichtmetalle

(57)

4 Nichtmetalle

- Borcarbid B₁₃C₂ bildet schwarze, glänzende Kristalle - Härte vergleichbar Diamant

- beständig gegen HNO₃

- Struktur aus B₁₂ - Ikosaedern

- technische Herstellung aus B₂O₃ und Kohlenstoff bei 2400 °C

(58)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Wasserstoffverbindungen des Bors - Borane

- Bor und Wasserstoff bilden binäre Verbindungen, für die es keine Analoga bei anderen Elementen gibt

- Es gibt folgende Reihen:

(59)

4 Nichtmetalle

- Bor und Wasserstoff bilden binäre Verbindungen, für die es keine Analoga bei anderen Elementen gibt

- Es gibt folgende Reihen:

(60)

4 Nichtmetalle

- folgende Zwei- und Dreizentrenbindungen sind beteiligt:

(61)

4 Nichtmetalle

- Beispiele für Borane

(62)

4 Nichtmetalle

(63)

4 Nichtmetalle

(64)

4 Nichtmetalle

(65)

4 Nichtmetalle

(66)

4 Nichtmetalle

(67)

4 Nichtmetalle

- Diboran B₂H₆ ist ein farbloses, giftiges, unangenehm riechendes Gas - Darstellung:

- unter 300 °C liegt das GG auf der Seite des Diborans

(68)

4 Nichtmetalle

- Einwirkung von Lewis-Säuren führt zu Boranaddukten:

- Mit Wasser erfolgt Hydrolyse:

(69)

4 Nichtmetalle

- Anlagerung von Hydridionen an Borane führt zu den Hydridoboranen oder Boran - Anionen

- LiBH₄ und NaBH₄ sind fest, weiß und werden als Hydrierungsmittel

(70)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Sauerstoffverbindungen des Bors - Borsäuren

- Orthoborsäure H₃BO₃ kommt in Wasserdampfquellen und als Mineral Sassolin vor

- Darstellung durch saure Hydrolyse aus Borax

- Schichtstruktur aus Wasserstoffverbrückten Borsäuremolekülen - schuppige, weißglänzende Blättchen (Fp. 171 °C)

(71)

4 Nichtmetalle

- Orthoborsäure H₃BO₃ geht beim Erhitzen zunächst in Metaborsäure (HBO₂)n, dann in glasiges B₂O₃ über:

(72)

4 Nichtmetalle

- Orthoborsäure H₃BO₃ bildet mit Alkoholen leicht flüchtige Ester, die mit grüner Flamme verbrennen:

(73)

4 Nichtmetalle

(74)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Sauerstoffverbindungen des Bors - Bortrioxid

- Durch Glühen von H₃BO₃ erhält man B₂O₃ als glasige hygroskopische Masse (Fp. 450 °C)

- kristallin bekommt man es durch langsame Dehydratisierung von Borsäure, es besitzt eine Raumnetzstruktur

- oberhalb 1000 °C besteht der Dampf aus B₂O₃ - Molekülen, mit ungefähren Bindungsgraden von 1,5 und 2,5

(75)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Sauerstoffverbindungen des Bors - Borate

- Borate leiten sich von der Ortho-, der Meta- und noch wasser- ärmeren Borsäuren ab

(76)

4 Nichtmetalle

(77)

4 Nichtmetalle

(78)

4 Nichtmetalle

- Borax geht beim Erhitzen auf 400 °C in wasserfreies Na₂B₄O₇ über, die glasartige Schmelze löst Metalloxide unter Bildung

(79)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Sauerstoffverbindungen des Bors - Perborate

- Perborate sind Additionsprodukte aus H₂O₂ und Boraten

(80)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Sauerstoffverbindungen des Bors - Perborate

- Perborate sind Additionsprodukte aus H₂O₂ und Boraten

- Perborate finden in Waschpulvern als Bleichmittel Verwendung

(81)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Halogenverbindungen des Bors

- Bor(III)Halogenide sind trigonal-planar gebaut

(82)

4 Nichtmetalle

+ BCl₃ ist ein farbloses, an der Luft rauchendes Gas, das mit Wasser hydrolysiert und wie folgt entsteht:

(83)

4 Nichtmetalle

+ BF₃ ist ein farbloses, stechend riechendes Gas, das wie folgt entsteht:

+ mit Wasser erfolgt Hydrolyse:

(84)

4 Nichtmetalle

- Bor(II)Halogenide besitzen im kristallinen Zustand ebenfalls eine planare Struktur

- in Bor(I)Halogeniden (BX)_n bilden die Boratome geschlossene Käfige mit Mehrzentrenbindungen

(85)

4 Nichtmetalle

(86)

4 Nichtmetalle

Stickstoffverbindungen des Bors - BN - vier Modifikationen bekannt

- thermodynamisch stabil ist hexagonales BN mit einer graphitanalogen Struktur, jedoch geringere Elektronendelokalisation

Analogie C-C

(87)

4 Nichtmetalle

- BN dient technisch:

+ als Hochtemperaturschmiermittel + für feuerfeste Auskleidungen von Plasmabrennern

(88)

4 Nichtmetalle

- BN dient technisch:

+ als Hochtemperaturschmiermittel

+ für feuerfeste Auskleidungen von Plasmabrennern + für Schmelztiegel

(89)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Stickstoffverbindungen des Bors - BN

- technisch kann BN auf zwei Wegen hergestellt werden:

(90)

4 Nichtmetalle

Stickstoffverbindungen des Bors - BN

- es gibt eine dem Diamanten analoge kubische BN - Modifikation, die in der Zinkblende - Struktur kristallisiert

+ zu Diamant vergleichbare Härte

+ oxidationsbeständiger (Verbrennung erst oberhalb 1900 °C) + beim Erhitzen unter Normaldruck Umwandlung in

hexagonales BN

+ Verwendung als Schleifmittel

(91)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Stickstoffverbindungen des Bors - Borazin

- farblose Flüssigkeit von aromatischem Geruch (anorganisches Benzol)

- erhältlich aus Diboran und Ammoniak bei 250 - 300 °C

- HBNH trimerisiert sofort zum

(92)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Aluminiumverbindungen

- Aluminium bildet keine (p-p)- - Bindungen

- Stabilisierung erfolgt daher nicht wie bei den Borhalogeniden BX₃ durch (p-p)- - Bindungen, sondern durch Dimerisierung:

(93)

4 Nichtmetalle

- Aluminium bildet keibne (p-p)- - Bindungen

- Stabilisierung erfolgt daher nicht wie bei den Borhalogeniden BX₃ durch (p-p)- - Bindungen, sondern durch Dimerisierung:

- AlN nicht BN - analog, kein Borazinanalogon

- Al-Atome besitzen d-Valenzorbitale, daher oktaedrische Koordination möglich (z.B. AlF₆^3-, Al(H₂O)₆³⁺)

- in stabilen Verbindungen hat Al die Oxidationszahl +3, Verbindungen

(94)

4 Nichtmetalle

- Wasserstoffverbindungen des Aluminiums heißen Alane + Aluminiumhydrid (AlH3)_n (Alan)

+ unter NB weder Mono- noch Dimer stabil

+ wie beim Diboran 3Zentren-2Elektronen-Bindungen (KZ 6) + das farblose Pulver (AlH3)_n eignet sich als Hydrierungsmittel + Darstellung:

(95)

4 Nichtmetalle

- Hydroaluminate (Alanate) sind stabil und salzartig oder kovalent

+ Li[AlH₄], Na[AlH₄] sind wichtige salzartige Reduktionsmittel + Darstellung Li[AlH₄]

+ Synthesen mit Li[AlH₄]:

(96)

4 Nichtmetalle

- von Aluminiumhydroxid Al(OH)₃ gibt es drei Modifikationen - kristallines Al(OH)₃ erhält man beim Einleiten von CO₂ in Aluminatlösungen:

- Al(OH)₃ ist amphoter und löst sich frisch gefällt in Säuren und Laugen

(97)

4 Nichtmetalle

- durch Entwässern von Hydragillit oder Böhmit entsteht -Al₂O₃:

- weißes, in Wasser unlösliches, hygroskopisches Pulver - wandelt sich über 1000 °C in -Al₂O₃ (Korund) um

(98)

4 Nichtmetalle

- -Al₂O₃ (Korund) ist sehr hart, wasser-, säure-, und basenunlöslich und nicht hygroskopisch

- Edelsteine sind aus Korund darstellbar (z.B. Saphir

mit Fe₂⁺, Fe₃⁺, Ti₄⁺ oder Rubin mit Cr₃⁺ -

(99)

4 Nichtmetalle

- wasserfreies AlF₃ ist ein weißes, in Wasser, Säuren und Alkalien unlösliches Pulver

- kristallisiert in einem Gitter aus eckenverknüpften AlF₆ - Oktaedern - wird neben Kryolith bei der Aluminiumgewinnung eingesetzt und wie folgt hergestellt:

(100)

4 Nichtmetalle

- wichtigstes Fluoroaluminat ist Kryolith Na₃AlF₆ - Verwendung neben der Al-Erzeugung als

+ Trübungsmittel für Emaille u. Milchglas

- die industrielle Herstellung erfolgt nach:

(101)

4 Nichtmetalle

- Aluminiumchlorid AlCl₃

+ farblose, kristalline, flüchtige, hygroskopische Substanz (Subl.

183°C)

+ im festen Zustand Schichtstruktur, in der Flüssigkeit, im Dampf und

in einigen Lösungsmitteln Dimer, bei höheren Temp. monomer:

(102)

4 Nichtmetalle

+ Herstellung durch Chlorieren von flüssigem Aluminium

+ wasserhaltiges Aluminiumchlorid erhält man wie folgt:

(103)

4 Nichtmetalle

+ Verwendung als Textilimprägnierungsmittel und in der Kosmetik (Deodorant, Antiseptikum)

+ Wie BF₃ und BCl₃ reagiert AlCl₃ als Lewissäure

(104)

4 Nichtmetalle

+ wie BF₃ und BCl₃ reagiert AlCl₃ als Lewissäure

+ hierauf beruht das Hauptanwendungsgebiet von AlCl₃

(105)

4 Nichtmetalle

- Aluminiumsalze:

+

+ Alaune sind Doppelsalze Me(I)Me(III)(SO₄)₂

# Alaun im Besonderen ist KAl(SO ) · 12 H O findet

(106)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Galliumverbindungen

- in den wichtigsten Verbindungen hat Ga die Oxidationszahl +3 - Ga - Verb. sind denen des Aluminiums sehr ähnlich:

+ Ga(OH)₃ ist amphoter

+ -Ga₂O₃ besitzt Korundstruktur + Halogenide haben die Form Ga₂X₆

(107)

4 Nichtmetalle

4.8 Elemente der 3. Hauptgruppe Indium- und Thalliumverbindungen

- In(III)-Verbdg. ähneln weitgehend den Ga(III)-Verbindungen - In(I)-Verbdg. sind etwas stabiler als Ga(I)-Verbindungen

- Tl(III)-Verbindungen sind starke Reduktionsmittel, beständiger sind die Tl(I)-Verbdg., die den Alkalimetallverbdg. ähneln

- Tl(OH) löst sich in Wasser unter alkalischer Reaktion

- Thalliumverbindungen sind sehr giftig und bewirken Haarausfall

(108)

4 Nichtmetalle

(109)

4 Nichtmetalle

-

(110)

4 Nichtmetalle

 Be

(111)

4 Nichtmetalle

 Be Mg 

(112)

4 Nichtmetalle

 Be Mg 

 Ca

(113)

4 Nichtmetalle

 Be Mg 

 Ca

Sr 

(114)

4 Nichtmetalle

 Be Mg 

 Ca

Sr 

Ba 

(115)

4 Nichtmetalle

 Be Mg 

 Ca

Sr 

 Ra Ba 

(116)

4 Nichtmetalle

4.9 Elemente der 2. Hauptgruppe Gruppen-

eigenschaften

(117)

4 Nichtmetalle

-

(118)

4 Nichtmetalle

- reaktionsfähige, elektropositive Metalle, starke Reduktionsmittel - in stabilen Verbindungen stets Oxidationszahl +2

- Me²⁺ - Kationen werden durch Gitterenergie und Hydratationsenthalpie stabilisiert

- Erdalkalimetalle verbrennen an der Luft zu Oxiden MeO (auch BaO₂) - mit Stickstoff Bild. der Nitride Me₃N₂, mit Wasserstoff Hydride MeH₂

(119)

4 Nichtmetalle

- zwischen Be und Al existiert eine Schrägbeziehung,

die auf fast gleicher EN und ähnlichem Ionenradius beruht:

+ KZ: Be 4, Al häufig 4, Mg bevorzugt 6

+ (BeH₂)_n wie (AlH₃)_n hochpolymer, kovalent, MgH₂ ionisch + BeCl₂ und AlCl₃ sublimierbare Lewissäuren, MgCl₂ neutral + Be(OH)₂ und Al(OH)₃ amphoter, keine stabilen Carbonate;

Mg(OH)₂ ist basisch und bildet ein stabiles Carbonat

+ Be und Al lösen sich in Säuren und Basen unter H -Entwick-

(120)

4 Nichtmetalle

- Radium ist ein Zerfallsprodukt von ²³⁸U, es ist in der Pechblende UO₂ enthalten (0,34 g Ra pro t Uran)

- Radium ähnelt in seinen Eigenschaften dem Barium und kristallisiert wie dieses kubisch-raumzentriert

(121)

4 Nichtmetalle

4.9 Elemente der 2. Hauptgruppe Vorkommen - Beryllium

- aufgrund der Reaktionsfähigkeit kein elementares Vorkommen - Beryllium gehört zu den selteneren Metallen und kommt vor im:

+ Beryll Be₃Al₂O[Si₆O₁₈]

(122)

4 Nichtmetalle

4.9 Elemente der 2. Hauptgruppe Vorkommen - Beryllium

- aufgrund der Reaktionsfähigkeit kein elementares Vorkommen - Beryllium gehört zu den selteneren Metallen und kommt vor im:

+ Beryll Be₃Al₂O[Si₆O₁₈] + Aquamarin (eisenhaltig) + Euklas BeAl[SiO₄]OH + Phenakit Be₂[SiO₄]

(123)

4 Nichtmetalle

4.9 Elemente der 2. Hauptgruppe Vorkommen - Magnesium

- Magnesium gehört wie Calcium zu den 10 häufigsten Elementen:

+ Dolomit CaMg(CO₃)₂

(124)

4 Nichtmetalle

+ Dolomit CaMg(CO₃)₂ + Magnesit MgCO₃

(125)

4 Nichtmetalle

+ Olivin (Mg,Fe)₂[SiO₄] + Enstatit Mg[SiO₃]

+ Talk Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂

(126)

4 Nichtmetalle

+ Olivin (Mg,Fe)₂[SiO₄] + Enstatit Mg[SiO₃]

+ Talk Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂

(127)

4 Nichtmetalle

4.9 Elemente der 2. Hauptgruppe Vorkommen - Calcium

- Calciumverbindungen kommen als gesteinsbildende Mineralien vor:

+ Feldspat Ca[Al₂Si₂O₈]

(128)

4 Nichtmetalle

+ Calciumcarbonat (CaCO₃,

Marmor, Kreide, Kalkstein s. VL7)

(129)

4 Nichtmetalle

Marmor, Kreide, Kalkstein s. VL7) + Gips CaSO₄ ·2 H₂O

(130)

4 Nichtmetalle

+ Calciumcarbonat (CaCO₃, Marmor, Kreide, Kalkstein s. VL7)

+ Gips CaSO ·2 H O

(131)

4 Nichtmetalle

+ Anhydrit CaSO₄

(132)

4 Nichtmetalle

+ Anhydrit CaSO₄

(133)

4 Nichtmetalle

4.9 Elemente der 2. Hauptgruppe Vorkommen - Strontium

- Strontiummineralien sind:

+ Strontianit SrCO₃ + Cölestin SrSO₄

(134)

4 Nichtmetalle

4.9 Elemente der 2. Hauptgruppe Vorkommen - Barium

- Bariummineralien sind:

+ Witherit BaCO₃ + Schwerspat BaSO₄

(135)

4 Nichtmetalle

4.9 Elemente der 2. Hauptgruppe Die Elemente

- Bariummineralien sind:

+ Witherit BaCO₃ + Schwerspat BaSO₄